OSPF链路状态路由协议-知识汇总

OSPF协议

OSPF开放式最短路径优先协议,是目前网路中应用最广泛的路由协议之一。属于内部网关路由协议,能够适应各种规模的网络环境,是典型的链路状态协议。

OSPF路由协议通过向全网扩散本设备的链路状态信息,使网络中每台设备最终同步一个具有全网链路状态的数据库,然后路由器采用SPF算法,以自己为根,计算到达其他网络的最短路径,最终形成全网路由信息。

管理距离:110
组播地址:224.0.0.5 224.0.0.6

OSPF采用SPF算法计算到达目的地的最短路径:
什么叫链路(LINK)? =路由器接口
什么叫状态(State)? =描述接口状态以及其与邻居路由器之间的关系

OSPF metric

每个路由器都把自己当做根,并且给予累计成本(Cost值)来计算到达目的地的最短路径
Cost = 参数带宽(10^8)/接口带宽(b/s)
OSPF链路状态路由协议-知识汇总_第1张图片

OSPF报文类型

Hello 发现和维护OSPF邻居关系
DBD 链路状态数据库描述信息(描述LSDB中LSA头部信息)
LSR 链路状态请求,向OSPF邻居请求链路状态信息
LSU 链路状态更新(包含一条或多条LSA)
LSAck 对LSU中的LSA进行确认

OSPF区域

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  • 在区域边界可以做路由汇总,减小了路由表

  • 减少了LSA泛红的范围,有效的把拓扑变化控制在区域内,提高了网络的稳定性

  • 拓扑的变化影响可以只限制涉及本区域

  • 多区域提高了网络的扩展性,有利于组建大规模的网络

OSPF的三张表

  • 邻居表(neighbor table):
    OSPF用邻居机制来发现和维持路由的存在,邻居表存储了双向通信的邻居关系OSPF路由器列表的信息

  • 拓扑表(topology table):
    OSPF用LSA(link state Advertisement 链路状态通告)来描述网络拓扑信息,然后OSPF路由器用拓扑数据库来存储网络的这些LSA

  • OSPF路由表(routing table)
    对链路状态数据库进行SPF(Dijkstra)计算,而得出OSPF路由表

OSPF的基本运行步骤

  • 步骤1: 建立邻接关系(Establish router adjacencies)

  • 步骤2: 必要的时候进行DR的选举(Elect the DR/BDR)

  • 步骤3: 发现路由(Discover toutes)

  • 步骤4: 选择和设的路由器(Select appropriat routes)

  • 步骤5: 维护路由信息(Maintain routing information)

建立邻接关系 -Hello包

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  • Hello包用来发现OSPF邻居并建立相邻关系,通过组播地址:224.0.0.5发送给ALLSPFRouters

  • 通告两台路由器建立相邻关系所必须统一的参数

  • 在以太网和帧中继网络等多路访问网络中选举指定路由器(DR)和备用指定路由器(BDR)

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OSPF网络类型

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LSA的泛红

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  • 为减小多路访问网络中的OSPF流量,OSPF会选举一个指定路由器(DR)和一个备用指定路由器(BDR)

  • 选举规则:最高接口优先级被选作DR,如果优先级相等(默认为1),具有最高的路由器ID(Router-ID)的路由器被选举成DR,并且具有非抢占性

  • 指定路由器(DR):DR负责使用该变化信息更新其它所有OSPF路由器(DRother)

  • 备用指定路由器(BDR):BDR会监控DR的状态,并在当前DR发生故障时接替其角色

OSPF的配置

 Router(config)#router ospf process-id	//开启OSPF进程
 Router(config-router)#network address wildcard-mask area area-id	//宣告特定网络到OSPF区域

基本配置通配符掩码

  • 通配符掩码是一个用于决定哪些IP地址位该精确匹配(0代表精确匹配)哪些地址位被忽略的32位数值,通常用于处理访问控制列表(ACL),OSPF和EIGRP等路由协议的网络通告

  • 掩码:1位表示网络位;0位表示主机位。掩码用于区分IP地址中的网络及主机部分

  • 通配符:1位表示无所谓;0位表示需严格匹配。通配符用于决定一个IP中的那些位该匹配

基本配置单区域

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基本配置多区域

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常用命令

Router#show ip ospf neighbor	//查看OSPF邻居表
Router#show ip route	//显示路由表的信息
Router#clear ip router *	//清除IP路由表的信息	
Router#debug ip ospf	//在控制台显示OSPF的工作状态

配置实例

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配置各路由接口IP地址及环回口地址

Router(config)#ho R1
R1(config)#int e0/0
R1(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#int s1/0
R1(config-if)#ip add 13.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no sh
R1(config-if)#int lo 0	//配置环回口IP地址
R1(config-if)#ip add 1.1.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#

Router(config)#ho R2
R2(config)#int e0/0
R2(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int s1/0
R2(config-if)#ip add 24.1.1.2 255.255.255.0
R2(config-if)#no sh
R2(config-if)#int lo 0	
R2(config-if)#ip add 2.2.2.2 255.255.255.0
R2(config-if)#

Router(config)#ho R3
R3(config)#int e0/0
R3(config-if)#ip add 34.1.1.3 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int s1/0
R3(config-if)#ip add 13.1.1.3 255.255.255.0
R3(config-if)#no sh
R3(config-if)#int lo 0	
R3(config-if)#ip add 3.3.3.3 255.255.255.0
R3(config-if)#

Router(config)#ho R4
R4(config)#int e0/0
R4(config-if)#ip add 34.1.1.4 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#int s1/0
R4(config-if)#ip add 24.1.1.4 255.255.255.0
R4(config-if)#no sh
R4(config-if)#int lo 0	
R4(config-if)#ip add 4.4.4.4 255.255.255.0
R4(config-if)#

配置OSPF

R1(config)#router ospf 1
R1(config-router)#network 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#network 13.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R1(config-router)#network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
R1(config-router)#end
R1#

R2(config)#router ospf 2
R2(config-router)#network 12.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)#network 24.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R2(config-router)#network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
R2(config-router)#end
R2#

R3(config)#router ospf 3
R3(config-router)#network 13.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)#network 34.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R3(config-router)#network 3.3.3.3 0.0.0.0 area 0
R3(config-router)#end
R3#

R4(config)#router ospf 4
R4(config-router)#network 24.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R4(config-router)#network 34.1.1.0 0.0.0.255 area 0
R4(config-router)#network 4.4.4.4 0.0.0.0 area 0
R4(config-router)#end
R1#

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